生态环境监测：第二章噪音监测

1、第二章第二章 噪声监测噪声监测第一节第一节 噪声及其主要危害噪声及其主要危害第二节第二节 声音的物理特性和量度声音的物理特性和量度第三节第三节 噪声的物理量和主观听觉的关系噪声的物理量和主观听觉的关系第四节第四节 噪声测量仪器噪声测量仪器第五节第五节 噪声标准噪声标准第六节第六节 噪音监测噪音监测第七节第七节 振动及测量方法振动及测量方法 重点：重点： 声音的物理特性和量度声音的物理特性和量度 噪音的物理量和主观听觉的关系噪音的物理量和主观听觉的关系 城市环境噪音监测城市环境噪音监测二、环境噪声的来源二、环境噪声的来源 1. 1.交通噪声交通噪声 2. 2.工厂噪声工厂噪声 3. 3.建筑施工

2、噪声建筑施工噪声 4. 4.社会生活噪声社会生活噪声第二节 噪声的物理量度一一 频率、波长和声速频率、波长和声速二二 声压、声功率、声强声压、声功率、声强三三 分贝、声压级、声功率级、声强级分贝、声压级、声功率级、声强级四四 噪声的叠加噪声的叠加 一、频率、波长和声速一、频率、波长和声速频率：频率：声源在声源在1秒钟内振动的次数，秒钟内振动的次数，f, 单位单位Hz。波长：波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，的距离， ，单位，单位m。声速：声速：一秒内声波传播的距离，一秒内声波传播的距离，c，单位，单位m/s。C = f * 二、声功率、声强、声压

3、二、声功率、声强、声压声功率（声功率（W）：）：单位时间内，声波通过垂直于单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。单位，传播方向某指定面积的声能量。单位，W。声强（声强（I）：）：单位时间内，声波通过垂直于传播单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。方向单位面积的声能量。I=W/S声压（声压（P）：）：单位面积上压力的变化。单位面积上压力的变化。I=P2/(c) 空气密度，空气密度，cc声速声速三、分贝、声功率级、声强级、声压级三、分贝、声功率级、声强级、声压级分贝：分贝：指两个相同的物理量（例指两个相同的物理量（例A和和A0）之比）之比取以取以10为底的对数并乘以为

4、底的对数并乘以10（或（或20）N = 10lg(A/A0) dBA A0 0基准量基准量( (参考值）参考值）A A1 1被量度量被量度量lg(A/Alg(A/A0 0)被量度量的被量度量的“级级”，代表被量度量比，代表被量度量比基准量高出多少基准量高出多少“级级”。声功率级：声功率级：Lw = 10lg(W/W0) W0 =10-12W声强级：声强级：LI = 10lg(I/I0) I0 = 10-12W/m2声压级：声压级：Lp = 10lg(P2/P02) = 20lg(P/P0) P0 =2 10-5Pa声压：声压： 2 10-5Pa - 20Pa ？声压级：声压级：0-120dB四

5、、噪声叠加和相减四、噪声叠加和相减设两个声源声作用于某一点，功率分别为设两个声源声作用于某一点，功率分别为W1、W2，产生声音叠加，求总声压级产生声音叠加，求总声压级Lp总总W总总=W1+W2I总总=I1+I2 I1=P12/ c I2=P22/ cI总总=I1+I2=(P12+P22)/ c =P总总2/ c P总总2= P12+P22又又 Lp1=10lg(P1/P0)2 (P1/P0)2=10Lp1/10 (P2/P0)2=10Lp2/10总声压级：总声压级：Lp总总= 10lg( P12+P22)/P02 = 10lg(10Lp1/10+10Lp2/10) 噪声叠加噪声叠加v若若 LP

6、1 = LP2 Lp总总=10lg(10Lp1/10+10Lp2/10） =10lg(210Lp1/10) =10lg10Lp1/10+10lg2 =Lp1+10lg2 LP1+3(dB) 例：两个例：两个96dB噪音合成，噪音合成，Lp总总=？ 96+3=99v若若Lp1Lp2(设设Lp1Lp2)时，求时，求Lp ？ 可查两噪声源的叠加曲线，见图。可查两噪声源的叠加曲线，见图。先求出先求出Lp1与与Lp2的差值：的差值：Lp1-Lp2，由所得差值按图查得由所得差值按图查得p，由由Lp总总Lp1+Lp， 求出合成声压级值求出合成声压级值Lp1Lp2 /dB例例1：已知两个声压级分别为：已知两个

7、声压级分别为Lp1=90dB， Lp2=84dB，求合成声压级，求合成声压级Lp解解: (1)Lp1 - Lp2=90-84=6dB (2)查图查图 6dB L =1.0dB (3) Lp=Lp1+ L=90+1.0=91dB 例例2：已知两个声压级分别为已知两个声压级分别为Lp1=96dB， Lp2=93dB，求合成声压级，求合成声压级Lp 解解: (1)Lp1 - Lp2=96-93=3dB (2)查图查图 3dB L =1.8dB (3) Lp=Lp1+ L=96+1.8=97.8dB小结：小结：1、两个声压级相等时，合成、两个声压级相等时，合成L=Lp1+3dB2、两个声压级不等时，最

8、大不超过、两个声压级不等时，最大不超过3dB。 （Lp1Lp2，LpLp1+3） 3、两个声压级不等时，相差、两个声压级不等时，相差10dB以上时，增以上时，增 值很小，可以忽略不计，仍等于值很小，可以忽略不计，仍等于L1 例例: Lp1=90dB，Lp2=75dB，合成，合成Lp=90dB4、多声源叠加时，逐次两两叠加，与次序无关、多声源叠加时，逐次两两叠加，与次序无关Lp1Lp2 /dB噪声相减噪声相减 例例为测定某车间中一为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为计上测得声级为104 dB，当，当机器停止工作，测得背景噪机器停止工作，测得背景噪声为声为

9、100dB，求该机器噪声，求该机器噪声的实际大小。的实际大小。 解：机器噪声和背景噪声之和解：机器噪声和背景噪声之和Lp 为为104dB，而背景噪声，而背景噪声Lp1为为100 dB 。 LpLp1=4 dB，从图中查得相应，从图中查得相应Lp2.2 dB ，因此该机器的实际噪声声，因此该机器的实际噪声声级级Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。背景噪声修正曲线背景噪声修正曲线LpLp1/dBLp/dB一、响度和响度级一、响度和响度级二、计权声级二、计权声级三、等效声级三、等效声级四、噪声污染级四、噪声污染级五、昼夜等效声级五、昼夜等效声级六、统计声级六、统计声级七、噪声测量仪七、噪声测量仪

10、第三节第三节 噪声的物理量和主观听觉的关系噪声的物理量和主观听觉的关系噪声具有声音的一切声学特性，（单位）通常是用噪声具有声音的一切声学特性，（单位）通常是用分贝（分贝（dB）表示的。表示的。第三节第三节 噪声的物理量和主观听觉的关系噪声的物理量和主观听觉的关系噪声的单位噪声的单位 1. 响度（响度（N） 是与人耳对声音的主观感受成正比的量，与声音强度是与人耳对声音的主观感受成正比的量，与声音强度（如声压级）、频率和波形有关。单位（如声压级）、频率和波形有关。单位:“:“宋（宋（sonesone）” ” 1宋：声压级为宋：声压级为40dB，频率为，频率为1000Hz，且来自听者正前，且来自听者

11、正前方的平面波形的强度。方的平面波形的强度。 如果另一个声音听起来比这个大如果另一个声音听起来比这个大n n倍，则声音的响度为倍，则声音的响度为n n宋。宋。一、响度和响度级一、响度和响度级2. 响度级（响度级（LN）响度级的确定是同基准音比较得出的。响度级的确定是同基准音比较得出的。ISO规定：以规定：以1000Hz纯音为基准，当噪音听起来与该纯音纯音为基准，当噪音听起来与该纯音一样响时，其噪音的响度级（方值）就等于该纯音的声压一样响时，其噪音的响度级（方值）就等于该纯音的声压级（级（dB）。）。单位，单位，“方（方（Phon）”具体方法：采用对比实验方法，调节具体方法：采用对比实验方法，调

12、节1000Hz纯音的声压级，纯音的声压级，其响度发生变化，使它和所测试的声音听起来有一样的响其响度发生变化，使它和所测试的声音听起来有一样的响度。此时，度。此时，1000Hz纯音的声压级的数值就等于测试声音的纯音的声压级的数值就等于测试声音的响度级的数值。响度级的数值。3.3.响度与响度级的关系响度与响度级的关系根据大量实验得到，响度级每改变根据大量实验得到，响度级每改变1010方，响度加倍或减半。方，响度加倍或减半。 或或 NLNlg3340 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。思考：两个声音的响度级分别为思考：两个声音的响度级分别为2020方

13、和方和3030方，合成后的方，合成后的响度级是多少？响度级是多少？N = 2LN 40 10二、计权声级二、计权声级响度、响度级反映了纯音的声压级和主观听觉之间的响度、响度级反映了纯音的声压级和主观听觉之间的关系。关系。计权网络：计权网络：为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器的评价量，有关人员在噪声测量仪器声级计中设声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。计了一种特殊滤波器，叫计权网络。计权声（压）级：计权声（压）级：通过计权网络测得的声压级，简称通过计权网络测得的声压级，简称声级。声级。A计权声级是模拟人耳对计权声级是模拟

14、人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，以下低强度噪声的频率特性， LPA或或LA表示，单位表示，单位dB(A)。B计权声级是模拟计权声级是模拟5585dB的中等强度噪声的频率特性。的中等强度噪声的频率特性。C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。 A A、B B、C C、D D 计权特性曲线计权特性曲线三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级 1. 等效连续声级等效连续声级 用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影

15、响的一种方式，用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的一种方式，“Leq”或或“LAeq,T”。)d101lg(1001 . 0,AeqATLTtTLp式中：式中：L Lp pA A某时刻某时刻t t的瞬时的瞬时A A声级，声级，dBdB； T T 规定的测量时间，规定的测量时间，s s。dt如果数据符合如果数据符合正态分布正态分布，其累积分布在正态，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计公式计算：算：9010250,Aeq,60/LLddLLTL10测定时间内，测定时间内，10的时间超过的噪声级，相当于的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰

16、值；噪声的平均峰值；L50测量时间内，测量时间内，50的时间超过的噪声级，相当于的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值；噪声的平均值；L90测量时间内，测量时间内，90的时间超过的噪声级，相当于的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。噪声的背景值。v L L1010、L L5050、L L9090的求法的求法（1 1）作图，查找）作图，查找（2 2）将）将DataData（100100个个DataData）从大到小排列，）从大到小排列， 第第1010，5050，9090个为个为L L1010、L L5050、L L90902. 噪声污染级（噪声污染级（LNP）：）：KLLeqNP式中：式中：K

17、 K常数，对交通和飞机噪声取值常数，对交通和飞机噪声取值2.562.56； 测定过程中瞬时声级的标准偏差。测定过程中瞬时声级的标准偏差。niippLLn12AA)(11式中：式中：L Lp pA Ai i 测得第测得第i i个瞬时个瞬时A A声级；声级； 所测声级的算术平均值；所测声级的算术平均值； n n 测得总数。测得总数。ApL3.3.昼夜等效声级（昼夜等效声级（L Ldndn）夜间噪声具有更大的烦扰程度，新的评价指标夜间噪声具有更大的烦扰程度，新的评价指标昼夜昼夜等效声级（日夜平均声级），等效声级（日夜平均声级），“L Ldndn”。241081016lg10)10(1 .01 .0d

18、nndLLL式中：式中：Ld白天的等效声级，白天的等效声级，6 00至至22 00Ln夜间的等效声级，夜间的等效声级，22 00至至6 00第四节第四节 噪声测量仪器噪声测量仪器 1.1.声级计，最常用声级计，最常用工作原理：工作原理：声压大小经传声器后声压大小经传声器后转换成电压信号，经转换成电压信号，经前置放大器放大后，前置放大器放大后，从显示仪表上可读出从显示仪表上可读出分贝数值。分贝数值。 2. 其他噪声测量仪器其他噪声测量仪器（1）声级频谱仪）声级频谱仪（2）记录仪）记录仪（与前两种合用）（与前两种合用）（3）录音机）录音机（4）实时分析仪）实时分析仪 环境噪声标准制定的依据是环境基

19、本噪声。各国大多参考环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为推荐的基数（如睡眠为30dB），根据不同时间、不同），根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情况来制定。况来制定。 第五节第五节 噪声标准噪声标准 第六节 噪声污染监测v 一、城市区域环境噪声监测一、城市区域环境噪声监测v 二、城市交通噪声监测二、城市交通噪声监测v 三、工业企业噪声监测三、工业企业噪声监测 干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为干扰睡眠和休息的噪声级阈值白天为50dB，夜间为夜间为45dB。噪噪 声声 标标 准

20、准 不同地区对基数的修正值不同地区对基数的修正值 单位：单位：dB 地区地区修正值修正值农村、医院、休养区农村、医院、休养区0市郊、交通量很少的地区市郊、交通量很少的地区+5城市居住区城市居住区+10居住、工商业、交通混合区居住、工商业、交通混合区+15城市中心（商业区）城市中心（商业区）+20工业区（重工业）工业区（重工业）+25 室内噪声受室外噪声影响的修正值室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：单位：dB 窗户状况窗户状况修正值修正值开窗开窗-10关闭的单层窗关闭的单层窗-15关闭的双层窗或不能开的窗关闭的双层窗或不能开的窗-20城市各类区域环境噪声标准值城市各类区域环境噪声标准值类别类

21、别适用区域适用区域昼间昼间夜间夜间0疗养区、高级别墅区疗养区、高级别墅区50401居民、文教区居民、文教区55452居住、商业、工业混杂区居住、商业、工业混杂区 60503工业区工业区65554交通干线道路的两侧交通干线道路的两侧7055单位：等效声级单位：等效声级 Leq dB(A)一、城市区域环境噪声监测一、城市区域环境噪声监测v1、布点、布点: 网格布点法网格布点法 将监测区域分成等距离网格（例将监测区域分成等距离网格（例500m500m），），测点设在每个网格中心，网格数不少于测点设在每个网格中心，网格数不少于100。网格测量法示意图网格测量法示意图定点监测法定点监测法v2、测点选择、

22、测点选择受影响者居住或工作建筑物外受影响者居住或工作建筑物外1米；米；传声器离地面高传声器离地面高1.2m；传声器对准声源方向，附近应没有别的障碍物传声器对准声源方向，附近应没有别的障碍物或反射体，无法避免时应背向反射体或反射体，无法避免时应背向反射体 传声器伸出车窗外一定距离；传声器伸出车窗外一定距离；手持声级计使人体与传声器距离手持声级计使人体与传声器距离0.5m以上。以上。v3 3、测量：、测量： 天气：无风、无雪天气测量，四级以上大风停止测天气：无风、无雪天气测量，四级以上大风停止测量，声级计加风罩避免风噪声干扰量，声级计加风罩避免风噪声干扰 。 测量时间：分为白天（测量时间：分为白天

23、（6:00-22:00)和夜间（和夜间（22:00-6:00)两部分。白天测量选在两部分。白天测量选在8:00-12:00或或14:00-18:00，夜间测量选在，夜间测量选在22:00-5:00。 每隔每隔5秒读秒读A声级瞬时值，动态特性选慢响应。声级瞬时值，动态特性选慢响应。 每一测点连续读每一测点连续读100个数据。个数据。 测量数据用统计噪声级或等效连续测量数据用统计噪声级或等效连续A声级表示，计声级表示，计算算L10、L50、L90、Leq。v4、评价方法：、评价方法： 1)数据平均法：将全部网点测得的连续等效数据平均法：将全部网点测得的连续等效A声声级做算术平均运算，所得到的算术平

24、均值就代表某级做算术平均运算，所得到的算术平均值就代表某一区域或全市的总噪声水平。一区域或全市的总噪声水平。 2)图示法：用区域噪声污染图表示。将各测点的图示法：用区域噪声污染图表示。将各测点的测量结果以测量结果以5dB为一等级，划分为若干等级，然后用为一等级，划分为若干等级，然后用不同的颜色或阴影线表示每一等级，绘制在城市区不同的颜色或阴影线表示每一等级，绘制在城市区域的网格上，用于表示城市区域的噪声污染分布。域的网格上，用于表示城市区域的噪声污染分布。 二、城市交通噪声监测二、城市交通噪声监测v1、布点、布点：每两个交通路口之间的交通线上选每两个交通路口之间的交通线上选择一个测点，测点设在

25、马路边人行道上，离马择一个测点，测点设在马路边人行道上，离马路路20cm，距路口的距离应大于，距路口的距离应大于50m。长度小。长度小于于100m的路段，测点选在路段中间。的路段，测点选在路段中间。车行道车行道监监测测点点v2、测量：、测量：每隔每隔5秒记一个瞬时秒记一个瞬时A声级（慢响声级（慢响应），连续记录应），连续记录200个数据，然后按从大到小个数据，然后按从大到小顺序排列，第顺序排列，第20个数据即为个数据即为L10，第，第100个数据个数据即为即为L50，第，第180个数据即为个数据即为L90。测量的同时。测量的同时记录车流量。记录车流量。v3、计算：、计算： Leq = L50+d2/60, d=L10-L90 , LNP=Leq+d全市交通干线全市交通干线Leq、L10、L50、L90l 全市干线总长度全市干线总长度(km)Lk所测所测K段干线的声级段干线的声级Leq (或或 L10)lk所测第所测第K段干线的长度（段干线的长度（km)11nk kkLL ll环境交通噪音测量记录环境交通噪音测量记录(P(P258258